1. Šta je ESS? Pogled na sistem za skladištenje energije
Skladištenje energije je proces pretvaranja energije u oblik koji može pouzdanije postojati u prirodi, a zatim njeno čuvanje na način koji je čini dostupnom kada je potrebna. Kada se energija stvara, mijenja, premješta i koristi, često postoje razlike između ponude i potražnje u smislu količine, oblika, rasprostranjenosti i vremena. Korištenje tehnologije skladištenja energije za skladištenje i oslobađanje energije može izjednačiti te razlike. To će izjednačiti ponudu i potražnju za energijom i povećati energetsku efikasnost. Mehanička energija, toplotna energija, hemijska energija, energija zračenja (svjetlosti), elektromagnetna energija, nuklearna energija i druge vrste energije mogu se svrstati u različite grupe. Pored energije zračenja, sve ostale vrste energije mogu se skladištiti u standardnim oblicima. Na primjer, mehanička energija se može skladištiti kao kinetička ili potencijalna energija, električna energija se može skladištiti kao energija indukovanog polja ili energija elektrostatičkog polja, toplotna energija se može skladištiti kao latentna toplota ili osjetna toplota, a nuklearna energija je čisti oblik skladištenja energije. Među različitim načinima skladištenja energije su pumpno skladištenje, skladištenje komprimovanog vazduha, skladištenje zamajcem, skladištenje baterija, termalno skladištenje i skladištenje vodonika.
Trenutno se baterije češće koriste za skladištenje energije u mikromrežama jer su zrela roba s mnogo radnog iskustva. Sistem za skladištenje energije u baterijama sastoji se od nekoliko dijelova, uglavnom uključujući baterijski paket za skladištenje energije, sistem za upravljanje baterijama (BMS), pojačavajući transformator, dvosmjerni pretvarač za skladištenje energije (PCS), sistem za praćenje skladištenja energije i neke druge dijelove. Kada mreža padne, sistem za skladištenje energije može se prebaciti sa priključenja na mrežu na rad bez mreže. Tada djeluje kao rezervni izvor napajanja za cijeli sistem mikromreže, održavajući stabilnim napon i struju kada nije priključen na mrežu.
2. Odabir baterije za skladištenje energije
2.1 Baterija sa olovnim i ugljičnim baterijama
Olovo-ugljična baterija je nova vrsta uređaja za skladištenje energije napravljena dodavanjem ugljičnih materijala s kapacitivnim svojstvima na negativnu elektrodu obične olovno-kiselinske baterije. To se može uraditi ili "interno i" ili "interno miješano". Olovno-ugljične baterije su slične i običnim olovno-kiselinskim baterijama i superkondenzatorima. One mogu učiniti da obične olovno-kiselinske baterije rade mnogo bolje na mnogo načina, a ovo su neke od njihovih naučnih prednosti:
1. visoki multiplikator punjenja;
2. vijek trajanja je 4-5 puta duži od vijeka trajanja običnih olovno-kiselinskih baterija;
3. dobra sigurnost;
4. visoka iskorištenost regeneracije (do 97%), mnogo veća nego kod drugih hemijskih baterija; puno sirovina, niska cijena, 1,5 puta veća od običnih olovno-kiselinskih baterija; a cijena običnih olovno-kiselinskih baterija je oko 1,5 puta veća od cijene ovih baterija. 1,5 puta jača od obične olovno-kiselinske baterije.
Performanse olovno-ugljičnih baterija su se znatno poboljšale u poređenju sa tradicionalnim olovno-kiselinskim baterijama. Međutim, još uvijek nije jasno kakvu ulogu ključni ugljični materijal igra u poboljšanju performansi olovno-ugljičnih baterija. Dodavanje ugljičnih materijala može imati negativne efekte, kao što su taloženje vodonika na negativnoj elektrodi i gubitak vode u bateriji, tako da je ovo problem koji treba riješiti.
2.2 Litijumska baterija
U procesu punjenja i pražnjenja, litijum-jonske baterije koriste hemikalije koje sadrže litijum kao pozitivnu anodu. U litijum-jonskim baterijama nema metalnog litijuma.
Litijum-jonske baterije imaju pozitivnu elektrodu napravljenu od spojeva koji sadrže litijum, poput litijum kobaltata (LiCoO2), litijum manganata (LiMn2O4), litijum željeznog fosfata (LiFePO4) i drugih dvo- ili trodijelnih materijala. Negativna elektroda je napravljena od međuslojnih spojeva litijum-ugljika, poput grafita, mekog ugljika, tvrdog ugljika i litijum titanata.
Litijum-jonske baterije imaju dvije izvanredne prednosti, jedna je visoka gustina skladištenja energije, a druga je gustina snage. Ostale prednosti uključuju visoku efikasnost, širok spektar upotrebe, mnogo pažnje, brz naučni napredak i mnogo prostora za rast. ① Zbog upotrebe hemijskih elektrolita, postoje veliki sigurnosni rizici; sigurnost mora biti bolja.
2.3 Odabir baterije za skladištenje energije
Pogled na razlike između ove dvije vrste baterija za skladištenje energije u smislu koliko duboko se mogu isprazniti, temperaturnog raspona u kojem mogu raditi i njihovog životnog vijeka.
Gornja tabela pokazuje da olovno-ugljične baterije imaju kratak vijek trajanja i oslobađaju vodonik, što je opasno. S druge strane, litijum-željezno-fosfatne baterije mogu raditi u različitim temperaturama i imaju visok vijek trajanja, efikasnost prenosa energije i gustinu energije.
Zbog toga su litijum-željezno-fosfatne baterije najbolji izbor za većinu projekata skladištenja energije.
